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New insights into survival strategies and PCB bioremediation potential of resuscitated strain Achromobacter sp. HR2 under combined stress conditions
Journal of Hazardous Materials ( IF 12.2 ) Pub Date : 2023-12-14 , DOI: 10.1016/j.jhazmat.2023.133242 Jie Shi 1 , Yingying Yang 1 , Shusheng Zhang 2 , Qihua Lin 1 , Faqian Sun 1 , Hongjun Lin 1 , Chaofeng Shen 3 , Xiaomei Su 1
Journal of Hazardous Materials ( IF 12.2 ) Pub Date : 2023-12-14 , DOI: 10.1016/j.jhazmat.2023.133242 Jie Shi 1 , Yingying Yang 1 , Shusheng Zhang 2 , Qihua Lin 1 , Faqian Sun 1 , Hongjun Lin 1 , Chaofeng Shen 3 , Xiaomei Su 1
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The resuscitated strains achieved through the addition of resuscitation promoting factor (Rpf) hold significant promise as bio-inoculants for enhancing the bioremediation of polychlorinated biphenyls (PCBs). Nevertheless, the potential of these resuscitated strains to transition into a viable but non-culturable (VBNC) state, along with the specific stressors that initiate this transformation, remains to be comprehensively elucidated. In this study, a resuscitated strain HR2, obtained through Rpf amendment, was employed to investigate its survival strategies under combined stress involving low temperature (LT), and PCBs, in the absence and presence of heavy metals (HMs). Whole-genome analysis demonstrated that HR2, affiliated with Achromobacter , possessed 107 genes associated with the degradation of polycyclic aromatic compounds. Remarkably, HR2 exhibited effective degradation of Aroclor 1242 and robust resistance to stress induced by LT and PCBs, while maintaining its culturability. However, when exposed to the combined stress of LT, PCBs, and HMs, HR2 entered the VBNC state. This state was characterized by significant decreases in enzyme activities and notable morphological, physiological, and molecular alterations compared to normal cells. These findings uncovered the survival status of resuscitated strains under stressful conditions, thereby offering valuable insights for the development of effective bioremediation strategies.
中文翻译：
对复苏菌株 Achromobacter sp. HR2 在联合应激条件下的生存策略和 PCB 生物修复潜力的新见解
通过添加复苏促进因子 （Rpf） 获得的复苏菌株作为增强多氯联苯 （PCB） 生物修复的生物接种剂具有重要前景。然而，这些复苏的菌株转变为可存活但不可培养 （VBNC） 状态的潜力，以及启动这种转变的特定压力源，仍有待全面阐明。在这项研究中，通过 Rpf 修正获得的复苏菌株 HR2 用于研究其在涉及低温 （LT） 和 PCBs 的联合压力下，在不存在和存在重金属 （HMs） 的情况下的生存策略。全基因组分析表明，隶属于无色杆菌的 HR2 具有 107 个与多环芳香族化合物降解相关的基因。值得注意的是，HR2 表现出对 Aroclor 1242 的有效降解和对 LT 和 PCB 诱导的胁迫的强烈抵抗力，同时保持其可培养性。然而，当暴露于 LT、PCB 和 HM 的组合应力下时，HR2 进入了 VBNC 状态。与正常细胞相比，这种状态的特征是酶活性显着降低，形态、生理和分子发生显着改变。这些发现揭示了复苏菌株在压力条件下的生存状态，从而为开发有效的生物修复策略提供了有价值的见解。
更新日期：2023-12-14
中文翻译：
对复苏菌株 Achromobacter sp. HR2 在联合应激条件下的生存策略和 PCB 生物修复潜力的新见解
通过添加复苏促进因子 （Rpf） 获得的复苏菌株作为增强多氯联苯 （PCB） 生物修复的生物接种剂具有重要前景。然而，这些复苏的菌株转变为可存活但不可培养 （VBNC） 状态的潜力，以及启动这种转变的特定压力源，仍有待全面阐明。在这项研究中，通过 Rpf 修正获得的复苏菌株 HR2 用于研究其在涉及低温 （LT） 和 PCBs 的联合压力下，在不存在和存在重金属 （HMs） 的情况下的生存策略。全基因组分析表明，隶属于无色杆菌的 HR2 具有 107 个与多环芳香族化合物降解相关的基因。值得注意的是，HR2 表现出对 Aroclor 1242 的有效降解和对 LT 和 PCB 诱导的胁迫的强烈抵抗力，同时保持其可培养性。然而，当暴露于 LT、PCB 和 HM 的组合应力下时，HR2 进入了 VBNC 状态。与正常细胞相比，这种状态的特征是酶活性显着降低，形态、生理和分子发生显着改变。这些发现揭示了复苏菌株在压力条件下的生存状态，从而为开发有效的生物修复策略提供了有价值的见解。
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